芯片|实现4nm芯片三维封装让台积电眼红？芯片产业未来走向是立体封装台积电|it芯片

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前两天，一个粉丝让我讲讲中国企业突破4nm芯片封装技术的话题。刚巧，我也看到某个国内自媒体拿台积电来说事，说这项技术会让台积电哭晕。还说可以绕过高端光刻机了。真是这样吗？我来给大家解惑一下。

一、芯片封装技术
封装技术，是芯片产业必不可少的一环，就像人需要穿衣服一样，芯片生产出来需要封装。一个芯片生产出来不封装是无法直接使用的，封装既是对芯片的保护，也是为了给芯片提供一个对外交流的接口。封装的设计，就像给人穿衣服一样，要对芯片知冷知热，芯片工作时产生的热量必须通过封装外壳高效地传导出来，避免芯片烧毁，封装好的芯片可以隔绝空气减少元器件和电线氧化失效。同时，芯片封装又不仅仅是穿衣服那么简单，你可以理解成高档的灯具绝不是简单地把电灯泡包起来。通过封装，可以让多个芯片整合在一起，发挥1+1大于2的功效。对于有些领域，封装的成本甚至会超过芯片本身，可见芯片封装的重要性。

早期的芯片封装确实比较简单，只是把芯片给包装起来，并给芯片提供一个对外的接口。大家看过电路板的话，那些有两排插脚像短蜈蚣一样的元器件，就是使用早期的封装技术。但是随着芯片性能的不断提高，早期的封装技术就远远无法符合要求了。后来有了方形芯片四面都是插脚的封装方式，再后来又发展出了焊球阵列封装。从外观上看只是接口形式的变化，但是从内部看却越来越复杂。

芯片封装从单芯片封装过渡到多芯片封装再到系统级封装。单芯片封装方面，从注重接头效率，到注重封装效果，比如芯片尺寸封装，像手机这样的设备要求封装以后的芯片越小越好，也就是芯片封装外壳越小越好，哪怕封装后的芯片比别人大一点或者厚一点，都有可能成为被客户放弃的理由。当初台积电从三星手里面抢夺苹果订单，就是依靠理念更先进的封装技术。
二、多芯片封装和异构封装
多芯片封装方面，从水平排列封装，到三维叠加封装，再到多维异构封装。所谓的多维封装，就是相对于二维封装来说的。二维封装是让多个芯片并列摆放，芯片越多，封装出来的产品越大，在电路板上非常占用空间。为了减少尺寸就会用到多维封装，就是把芯片摞起来，不增加面积，只增加厚度。大家千万不要以为立体封装就是把几个芯片摞在一起就可以了。摞在一起的芯片怎样散热，线路怎样连接，如何减少厚度，相互之间怎样减少干扰，都是需要考虑的问题。
其实，三维叠加封装主要应用在结构比较简单的存储芯片领域，更复杂的芯片需要更复杂的封装方式，也就是多维异构封装。
所谓的异构封装，就是把不同生产工艺甚至不同材料的芯片封装在一起的技术，主要应用于系统级芯片的封装。所谓系统级芯片，我们拿手机芯片来举例，手机芯片已经不再是传统意义上的CPU ，而是把CPU、GPU、AI芯片、内存、甚至通信芯片、电源控制芯片等整合到一起的系统级芯片。这些芯片本身并不是一起生产出来的，生产工艺不一样，甚至生产材料都不一样，能不能有机整合到一起，就看封装的水平了。